1、现场仪表及控制系统设计审查购置导则要点现场仪表设计审查、购置导则一、引用标准如下：a）GB/T262581过程检测和控制流程图用图形符号及文字代号；b）GB310093国际单位制及其应用；c）GB5016092石油化工企业设计防火规范（99年修订版）；d）GB5011698火灾自动报警系统设计规范；e）GB5005892爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范；f）GB870388辐射防护规定；g）GB1180689放射性物质安全运输规定；h）GB407683密封放射源一般规定；i）ISO501671991流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量；j）SH30631999石油化工
2、可燃气体和有毒气体检测报警设计规范；k）SH30061999石油化工控制室和自动分析器室设计规范；l）SH30181990石油化工企业信号报警、联锁系统设计规范；m）SH30191997石油化工仪表配管配线设计规范；n）SH30202001石油化工企业仪表供气设计规范；o）SH30212002 石油化工企业仪表及管道隔离和吹洗设计规范。二、设计选型原则1、选用的仪表应是经过国家技术监督部门认可的合格产品。优先选用经GB/T19000或ISO9000标准认证的产品或符合国际标准的产品。2、仪表设计应有利于全厂或区域性的集中控制和集中管理，有利于提高企业生产管理水平。3、仪表设计选型应本着安全可靠
3、、技术先进、经济合理的原则。选用的品种规格尽量与全厂统一，减少运行成本。4、仪表设计应考虑装置流程物料和环境的特性而选用适宜的设备和材料。5、仪表设计应满足职业安全和环境管理体系规范标准。6、参加设计审查人员应预先熟悉装置的关键工艺流程和物料特性。三、审查内容1、流量仪表（1）流量测量仪表品种繁多，原理各不相同，价格也相差很大。流量测量方式应遵行简单、可靠、实用的原则。 （2）对于单组分气体、蒸汽、水和轻柴油以上且较为洁净的液态物料，一般情况宜选用差压变送器+孔板方式，对于大口径（DN300）管道或压损要求较高的可采用其它节流元件。对于较难取压引出测量的物料可采用管道式测量方式，如漩涡、电磁、
4、转子、质量流量法等。注意：管道式流量测量在条件允许情况下应安装维修旁路跨线。各种测量方法应按照国标和石化行业标准设计，特殊情况按照用户实际情况设计。（3）对于孔板流量取压方式一般采用法兰取压，节流元件的法兰、一次阀宜采用闸阀，阀前短管与工艺管道材质一致。阀前短管为加厚短接并采用承插焊接方式。孔板材质一般采用不锈钢，腐蚀介质特殊考虑。变送器接触介质部分的材质一般采用不锈钢，腐蚀介质特殊考虑。（4）引压管材质采用1CR18NI9TI不锈钢。引压管线上放空阀、排污阀、二次三阀组、冲洗油阀、隔离罐采用1CR18NI9TI不锈钢材质。排污阀下需配有1/2英寸外管螺纹口便于需要时加密封堵头，排污口离地40
5、厘米，上放空也应正负压汇合后接至离地40厘米处。对于装置有密闭排放要求的场合，上放空和下排污应遵照装置要求统一密闭排放。（5）对于重油等易凝介质宜若采用孔板测量，宜采用双法兰变送器。引压安装方式如图1所示。图1重质油流量测量的引压方式2、温度仪表（1）温度仪表通常采用热电偶或热电阻作为测量元件，特殊高温场合也采用红外线温度仪等。（2）测温元件首选热电偶，物料温度高于1000的场合采用B型热电偶，高于300的场合采用K型铠装热电偶，低于300的场合采用E型或T型铠装热电偶，铠装直径应为6或8mm。（3）加热炉管表面温度测量采用K型刀刃式热电偶。热偶刀刃材质必须与炉管材质一致。铠装直径应为10mm
6、。（4）机组内温度及机组油路等温度较低的场合一般采用PT100热电阻作为测量元件。（5）根据ZRCC炼制高硫高酸劣质原油和长周期运行要求的特点，测温元件保护管的材质一般采用1CR18NI9TI不锈钢棒料一体化钻孔制作，并加装防内漏附件。对于冲刷大、温度高的场合应采用特殊材质的保护套管，并进行抗冲刷金属耐磨热处理。3、物位仪表（1）液位测量一般采用差压液位计和外浮筒液位计,也可采用导波雷达等其它液位仪表。当测量范围小于800mm液位和界位时应采用外浮筒液位计,侧侧安装。大于800mm的液位测量采用双法兰变送器。（2）在检测高温介质液位时，双法兰远传膜盒要选择高温型，且要加长取压短管，短管应向下倾
7、斜或加焊接弯通，确保双法兰低于一次阀引出口，以防止双法兰膜盒烫坏。有冲洗油的装置，应将冲洗油接至引压短管。引压管线上放空阀、排污阀、二次三阀组、冲洗油阀、隔离罐采用1CR18NI9TI不锈钢材质，排污阀下需配有1/2英寸外管螺纹口便于需要时加密封堵头，排污口离地40厘米，上放空也应正负压汇合后接至离地40厘米处。对于装置有密闭排放要求的场合, 上放空和下排污应遵照装置要求统一密闭排放。安装方式如图2所示，图2双法兰测量液位或界位（3）雷达液位计分为接触式和非接触式两种。根据雷达液位计技术要求，合理设置安装位置。重质油罐和易结晶罐雷达，雷达波接收天线需加氮气或空气反吹。（4）浮球液位计适用于塔或
8、容器内高粘度介质的液位检测。浮球直径应小于安装法兰的内径，以使浮球能安装进设备内；设备内应无阻挡物妨碍浮球上下自由浮动。（5）射线物位计主要用于固体粉末物位的测量。按照射线源的不同，可分为物位计和中子物位计。放射源首选CS-137，选用的射线物位计的防护等级应为一级且符合地方政府的规定，射线物位计运输、安装、使用、存储要遵循国家、地方和行业的有关标准和法规法律。安装有射线物位计的周围应有明确的警示牌。4、压力测量（1）压力测量一般采用智能压力变送器测量,重油等粘度高的介质一般采用单法兰压力变送器。（2）一次阀宜采用闸阀，阀前短管与工艺管道材质一致。阀前短管为加厚短接并采用承插焊接方式。（3）引
9、压管材质采用1CR18NI9TI不锈钢。引压管线上放空阀、排污阀、二次阀、冲洗油阀、隔离罐采用1CR18NI9TI不锈钢材质。排污阀下需配有1/2英寸外管螺纹口便于需要时加密封堵头，排污口离地40厘米，上放空也应正负压汇合后接至离地40厘米处。对于装置有密闭排放要求的场合,上放空和下排污应遵照装置要求统一密闭排放。（4）重油介质压力测量安装方式如图3所示：图3单法兰压力变送器测重油压力5、仪表伴热（1）现场仪表伴热应形成独立的系统，蒸汽与回水应从工艺的总管引出，并必须有阀门隔离，仪表引出的蒸汽与回水二级总管的尺寸大小应安照仪表伴热蒸汽的用量来确定，一般DN40DN80左右，仪表伴热系统如图4所
10、示：图4仪表伴热系统示意图（2）每台仪表的伴热应安装切断阀与排液阀，回水线上安装疏水器。如图5所示：图5单台仪表伴热示意图（3）伴热系统的伴热与回水总管一般选用壁厚4mm的无缝碳钢管，单回路伴热管一般选用14*2不锈钢管，特殊情况可采用10*1不锈钢管。伴热系统选用耐温度450，压力10Mpa的阀门。（4）仪表伴热首选1.0MPa蒸汽。凝固点高于-7的介质的引压管线、变送器、沉筒、质量流量计及调节阀等应伴热。（5）需要伴热的仪表测量系统，如无表箱的就地安装的变送器应从工艺设备的引出线至变送器的进口接头处进行伴热，表体本身要采取保温措施；如采用仪表箱安装的变送器应从工艺设备的引出线至仪表箱进口，
11、经表箱内散热器或盘管，然后出表箱进入回水系统。各单回路的伴热回路应并联安装，避免多台仪表伴热串联安装。（6）采用空间伴热技术，即仪表的引压管与伴热管保持合适的间距，利用蒸汽、热水等对伴热线非接触空间加热，有效控制热源消耗，减少伴热和脉动管线的氧化腐蚀。（7）特殊场所可采用电伴热。6、冲洗油系统（1）冲洗油系统应有独立的冲洗油泵及自循环压控自动系统，仪表的各支路冲洗油管从工艺的冲洗油循环总管引出，并必须有阀门隔离，仪表冲洗油支管的尺寸大小应安照仪表的冲洗油用量来确定。仪表冲洗油系统如图6所示。图6仪表冲洗油系统示意图（2）每台仪表从各区的冲洗油支管引出应安装根部阀门，对于差压变送器在表箱或隔离器
12、附近应安装冲洗油三阀组，对于压力变送器在表箱或隔离器附近应安装冲洗油二阀组。冲洗油接口尽量靠近变送器（或隔离器），如图7所示。（3）冲洗油压力应高于测量介质最高压力的0.5MPa，冲洗油凝固点要求低于-15。图7单台仪表冲洗油回路7、仪表调节阀（1）审核调节阀之前要熟悉阀门使用工况，熟练掌握调节阀计算方法，对每台调节阀都要进行核算。（2）调节阀的开度，在最大流量和正常流量相差较小时，阀的正常开度应在5070%之间，如果阀的最大流量和正常流量相差较大时，最大开度可适当放宽到85%。（3）对于小于DN200的调节阀一般选用精小型套筒阀，对于介质中杂质较多和易结焦的场合易选用偏心旋转阀，如常减压加热
13、炉和焦化辐射炉进料阀。对于大于DN200的调节阀宜选用偏心旋转阀、V型球阀、蝶阀。（4）对于两位式联锁切断阀，宜选用球阀。（5）用于一般性介质的调节阀，阀体采用碳钢材质，阀杆及内件采用不锈钢材质。腐蚀性较强的介质阀体采用不锈钢，阀杆及内件采用抗腐蚀性介质的材料，阀杆的轴套采用防锈蚀材料等。对用于闪蒸、气蚀、高压差或易磨损的场合，调节阀内件可采用硬质合金堆焊等。（6）介质温度在200以上的高温调节阀采用柔性石墨填料，介质温度在0以下宜采用四氟乙烯填料。（7）调节阀副线高度要给调节阀的维修留有足够的空间。调节阀的流向标志须标在阀体的明显部位。（8）对调节阀的气开或气关，以执行机构的颜色来区别，气开
14、式调节阀的执行机构为中绿色，气关式调节阀的执行机构为红色。（9）定位器一般选用本安型电气阀门定位器，电磁阀和回讯器选用隔爆型，阀位变送器选用本安型。（10）调节阀的行程牌、铭牌、小风表、填料压块、螺栓、螺母、螺丝、反馈杆及安装板等应使用不锈钢材质。（11）气缸式执行机构的调节阀，允许工作的气源最低压力为0.4MPa。（12）气动薄膜执行机构的弹簧范围在0.080.24MPa时，定位器输出小风表的量程为00.4MPa，过滤减压阀小风表量程为00.6MPa；弹簧范围在0.020.1MPa时，定位器输出小风表量程00.16MPa，过滤减压阀小风表量程为00.25MPa。（13）DN50以下的气动薄膜
15、调节阀，可采用6的不锈钢管，DN50以上的气动薄膜调节阀，采用8以上的不锈钢管，执行机构采用气缸式则采用8以上的不锈钢管作为气源管。（14）加热炉、减温减压器和其它成套设备的调节阀应经仪表专业确认，尽量与主体装置一致。8、仪表电缆和光缆（1）仪表电缆采用阻燃型屏蔽电缆，对于联锁仪表采用双芯电缆，从现场仪表直接进控制室，减少中间接线端子可能引起的故障。对于其它仪表可采用多芯电缆(总屏蔽+分屏蔽)。（2）仪表中间接线箱及附件应采用1CR18NI9TI材质，并有很好的密封性符合IP65以上标准，符合装置的防爆要求。仪表接线箱内端子应采用防松动端子,并留有一定的余量，备用导线也接入端子并做好标识。仪表
16、接线箱安装在槽盒附近，接线口从底部进，也可从侧面进，应使用密封接头。（3）仪表光缆通讯距离小于800M时可采用多膜多芯铠装光缆；通讯距离大于800M时宜选用单膜多芯铠装光缆，控制网络光缆应冗余配置，原则上要求一路走槽盒或管架,另一路走地沟；光缆敷设拐弯处必须有一定弧度，弧度半径不小于20厘米。对走地沟的光缆必须敷设保护管，敷设有光缆的槽盒、保护管、地沟、地井要有明显标识，地井要求高出周围地平至少20厘米。光缆熔接盒要求选用19英寸标准机架安装。9、槽盒与电缆管（1）槽盒材质采用符合GB/T3190-1996标准的铝合金。（2）铝合金槽盒、盖板、隔板材料的厚度符合如下要求：a）200mm宽度的槽
17、盒板材厚度为=2.5mm5；b）300mm宽度的槽盒板材厚度为=3.0mm5；c）400mm宽度的槽盒板材厚度为=3.0mm5；d）600mm宽度的槽盒板材厚度为=4.0mm5；e）800mm宽度的槽盒板材厚度为=4.0mm5；f）1000mm宽度的槽盒板材厚度为=4.5mm5。（3）槽盒内、外表面处理为喷塑，塑粉为纯树脂，颜色为深灰。（4）盖板采用压板式螺丝固定，所有的槽盒配件、构件连接均采用不锈钢螺丝固定。（5）每段槽盒之间必须用导线连通，导线规格为16mm多股铜塑软线，并与电气地连接。（6）槽盒的安装位置应避开强磁场、高温、腐蚀性介质以及易受机械损伤的场所，并考虑防火。（7）装置区仪表穿
18、线管走向一般从槽盒侧面引出，距地面2米以上可以横向布局，2米以下为竖向安装直至仪表处，不应在地面附近横向安装获埋地安装导线管。最终配管至仪表0.3米左右，导线管出口处和仪表进口处配密封接头。（8）穿线管安装应远离热源，避开阀门、法兰、转动机泵等正常操作设备。穿线管的接线安装应牢固，开盖方向便于检修。控制系统设计审查、购置导则一、引用标准：仪表设计应遵循国家标准和石油化工行业标准以及相关行业标准。设计的内容、依据和原则应符合工艺专业委托以及有关会议纪要的要求。引用标准如下：a）GB/T262581过程检测和控制流程图用图形符号及文字代号；b）GB310093国际单位制及其应用；c）GB87038
19、8辐射防护规定；d）SH30061999石油化工控制室和自动分析器室设计规范；e）SH30181990石油化工企业信号报警、联锁系统设计规范；f）SH/T3092-1999石油化工分散控制系统设计规范；g）SHB/C04-95分散控制/集中显示仪表及计算机控制系统用流程图符号；h）SHB-Z06-1999石油化工紧急停车系统及安全联锁系统设计导则；i）SH3081-2003石油化工系统仪表接地设计规范；j）SH3082-2003石油化工系统仪表供电设计规范；k）ANSI C37.9a抗振测试指南；l）API RP550第一部分，第5章，过程仪表与控制台，调节器与控制系统；m）EIA RS232
20、C数据终端设备与串行二进制数据交换通讯设备接口；n）ISA S61.1工业计算机系统的FORTRAN规程；o）NAME IC56工业控制系统机柜标准；p）NEPA 70-1984美国国家电气法规（NEC）；q）NEPA 493用于、类危险区域的本安设备；r）SAMA PMC33过程控制仪表的电磁敏感度；s）IEC 61508/61511Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety related systems。二、设计选型原则：1、选用的仪表应是经过国家技术监督部门认可的合格产品。优先选用经
21、GB/T19000或ISO9000标准认证的产品或符合国际标准的产品。2、仪表设计应有利于全厂或区域性的集中控制和集中管理，有利于提高企业生产管理水平。3、仪表设计选型应本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则。选用的品种尽量与全厂统一，减少运行成本，便于维护。4、仪表设计应满足职业安全和环境管理体系规范标准。三、审查内容：1、DCS系统（1）过程控制站应按工艺装置独立配置。为了保证系统的可靠性，过程控制站的电源、通讯、控制器CPU和控制I/O卡等应冗余配置。每台机柜至少留出20%的I/O扩展空间，即在每台机柜中都可以再增加至少20%的I/O卡件和端子板。（2）I/O卡件配置原则：控制回路的多点
22、输入、输出卡件必须按1:1冗余配置；控制回路的输入/输出卡件的通道数不超过16点，监测回路的输入/输出卡件的通道数不超过32点。要求I/O卡现场隔离、通道隔离。卡件数量配置按实际I/O点数再加15%的量来配置I/O卡件。各类卡件技术要求如下：a）模拟输入420mADC和15VDC，要求4-20mA电流输入信号有DCS系统供电和不供电两种方式，供电电压：2426VDC。要求15VDC由仪表单独供电的共地电压信号的输入阻抗不小于1M。b）模拟输入TC和RTD，要求能够接收各种分度号的热电偶和Pt100热电阻信号。对热电阻输入信号，DCS供应商应提供允许的线路电阻值。c）模拟输出420mADC，要求
23、负载阻抗不小于750欧姆；要求输出卡件具有正、反向输出功能。d）数字量输入，由触点闭合和断开产生的数字信号进入系统。e）脉冲输入，要求能够接收流量仪表发出的脉冲信号，频率:102000Hz；供电:1530VDC。f）数字量输出，一般选用继电器输出型，要求触点容量不低于24VDC、1A。g）通讯接口卡：MODBUS RTU协议，RS232或RS485接口。（3）通讯系统应提供1:1冗余的高速数据通路。（4）DCS供应商应在报价中提供系统负载系数及其计算方法。在最坏情况下，数据通路和各个计算部分（如控制器、操作站、工程师工作站等的估算负载不能超过可用资源（如存贮器、数据传送速度等）的60%。（5）
24、操作站a）应选用可靠、成熟的主流工业用计算机。操作站应具有完整操作功能，如操作站应至少能装入5000个位号，500幅流程显示画面和100个报表和15日以上历史趋势。操作站应配专用操作员键盘，键盘应有报警显示功能。b）至少有一台操作站具有工程师站功能，操作站台柜型式应与中控室整体相匹配。c)操作站应带有不同音调的蜂呜器和音响设备，用于报警。（6）工程师站应选用可靠、成熟的主流工业用计算机，应具有完整工程师组态功能和操作监视功能。工程师站也可配专用操作员键盘。（7）DCS供应商应提供完整适用软件清单，包括可选项，并对各软件加以说明。用户可根据实际情况选用。（8）DCS与工厂网通讯，采用OPC标准接
25、口。OPC server的硬件配置应选用可靠、成熟的主流工业用计算机。（9）在DCS设计时应考虑先进控制平台，先进控制平台用于实施先进控制时作为数据通讯平台。DCS供应商应对先进控制平台所用到的软件在软件清单中单独说明。（10）系统中所有易损部件（例如接线板、I/O卡件等）应按系统配置数量的10%作为备件量，配置数量不足10个的按10个计算。例如系统配置1个时，须备用1个；配置11个时，须备用2个；以此类推。（11）要求设计提供的资料：a）复杂控制系统框图；b）顺序控制、逻辑控制、时序控制原理图；c）控制室系统配置图；d）控制室设备平面布置图；e）各类机柜的布置及接线图；f）辅助仪表盘、辅助操
26、作台布置及接线图；g）室内仪表电缆、电线平面布置图；h）I/O卡件接线表或回路接线图；i）组态回路图；j）控制、趋势分组表；k）组态流程画面；l）供电系统图；m）接地系统图；n）向有关专业(结构、建筑、电气、暖通、消防、电信等)提出详细设计技术条件。（12）要求供货商提供的资料：a）系统布置图；b）操作台和机柜布置图c）机柜、机架详细尺寸图；d）系统供电及接地图；e）系统内部电缆接线图；f）输入输出卡件及接线端子图；g）最终系统组态图；h）操作界面端子布置图；i）现场准备和安装指导手册；j）操作员手册；k）工程师手册；l）系统维护手册；m）订货单规定的所有供货项目的详细清单；n）所有卡件等的详
27、细规格单；o）所有部件的合格证书；p）安全证书；q）出厂验收测试程序；r）双方签字的出厂验收测试记录；s）喷漆的颜色及规格说明书；t）所有显示画面的拷贝；u）所有系统软件及程序的媒体和使用说明；以上资料中要求9、10、11、12项书面版5套，电子版1套。其余1套。（13）DCS供应商服务内容中至少包含以下内容：（13-1）供货厂商应安排对控制系统的设计、应用组态和总装非常有经验的项目经理和工程师负责此项目。报价中应附有这些人员的简历供买方审定认可。项目经理负责工程计划管理、人员组织（指定硬件和软件专家支持项目工程师工作）和与买方的联系（分阶段定期以书面形式报告进度情况）。项目工程师负责系统设计
28、、技术联络、应用组态和总装。（13-2）工程会议（设计条件会）工程会议的准备:在双方确认合同生效之后，供货厂商应当着手准备工程会议文件，应准备初步的系统硬件设计，包括机柜布置、电源以及环境要求等，供货厂商还应向工程公司提供系统设计参考资料，包括系统硬件/软件使用手册和组态指南，以及技术参考资料等。工程会议的主要议题：a）厂商简介系统功能；b）澄清系统硬件、软件的技术细节，例如I/O接口电路图等。确认可能出现的小修改；c）讨论厂商提供的硬件设计方案，包括I/O接线端子布置、机柜布置、辅助操作台布置以及电源，接地和环境要求等；d）讨论系统各个组成部分的负载和计算方法；e）讨论系统组态分工；f）讨论
29、系统培训内容；g）讨论系统验收指标和测试程序；h）制订今后工作计划以及上述活动的日程。（13-3）系统技术培训、组态a）明确工程师培训人数及时间；b）明确组态人数及时间；c）明确操作工培训人数及时间；d）设计提供所需的原始数据和资料，系统组态生成及软件调试由供货厂商负责，买方参与并验收。由供货厂商提供验收标准,买方确认。（13-4）现场开箱、安装、上电和调试a）开箱验收：设备到现场后供货厂商派人员开箱验收，确认装箱单和设备完整、完好情况。b）现场服务。c）安装指导：供货厂商负责在现场指导设备的安装和接线。d）系统通电：系统通电前对系统的安装、接线、供电及接地系统确认。e）联调试运：软件下装，让
30、系统各部分处于正常工作状态，系统与工程过程联接，使系统正常工作。f）组态修改：负责开车过程中的软件组态变更。（14）控制站应提供双路供电系统，保证同时接收两路交流电源供电。一般一路为不间断电源UPS，一路为市电GPS，只要有一路电源能供电，控制站就应能持续不断地工作。控制站供电回路电压为220V土5%AC，500.5HZ。操作站供电回路电压为220V土5%AC,500.5HZ。（15）DCS制造商应详细说明包括扩展部分在内的整个系统的负载，以及所需的电源数量。控制系统电源均应冗余配置，并且单电源工作时的负载不超过其能力的60%。（16）每路供电回路应有单独开关，每路分开关应带有过载自动断电保护。电源应带有限流保护电路和过电压保护电路。（17）24VDC电源采用直流UPS和稳压电源冗余供电，其输入电源来自独立的交流电源供电。（18）每个数字量输入和输出回路的供电，应设置独立的带保险丝开关。（19）系统机柜和操作站的电气端子应有清楚的标记。并且编号与系统接线图上的编号一致。电气接线应符合适用的电气法规要求。（20）与电气连接的硬接线回路,应配置隔
